KR101892538B1 - 무선랜 환경에서 통신 주파수 대역을 변경하는 방법 - Google Patents

Abstract

무선랜 환경에서 통신 주파수 대역을 변경하는 방법을 개시한다.
본 실시예에 따르면, 무선랜 환경에서 듀얼밴드(dual-band)를 지원하는 액세스 포인트와 단말이 통신하는 주파수 대역을 변경하는 방법으로서, 액세스 포인트가 제1 주파수 대역에서 접속한 단말이 상이한 제2 주파수 대역으로 변경되어야 한다고 판단하는 과정; 및 상기 액세스 포인트가 상기 단말에게 제2 주파수 대역에 포함된 채널 번호 중 어느 하나를 통지하는 과정을 포함하고, 상기 통지하는 과정에서, 상기 액세스 포인트는 상기 채널 번호 중 어느 하나를 관리 프레임에 포함된 채널 스위치 지시 프레임에 포함시켜 상기 단말에 전송하는 것을 특징으로 하는 주파수 대역 변경 방법을 제공한다.
또한, 본 실시예에 따르면, 무선랜 환경에서 듀얼밴드를 지원하는 액세스 포인트와 단말이 통신하는 주파수 대역을 변경하는 방법으로서, 액세스 포인트가 제1 주파수 대역에서 접속한 단말이 상이한 제2 주파수 대역으로 변경되어야 한다고 판단하는 과정; 및 상기 액세스 포인트가 상기 단말에게 제2 주파수 대역에 포함된 채널 번호 중 어느 하나를 통지하는 과정을 포함하고, 상기 통지하는 과정에서, 상기 액세스 포인트는 상기 채널 번호 중 어느 하나를 BSS 전이 요청 프레임의 BSS 전이 후보 리스트 엔트리 필드에 포함시켜 상기 단말에 전송하는 것을 특징으로 하는 주파수 대역 변경 방법을 제공한다.

Description

무선랜 환경에서 통신 주파수 대역을 변경하는 방법{Method for Frequency Band Switching In Wireless Local Access Network}

본 발명은 무선랜 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선랜 서비스를 제공하는 액세스 포인트에서 통신 주파수 대역을 변경하는 방법에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

최근 정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 이 중에서 무선랜(WLAN)은 무선 주파수 기술을 바탕으로 스마트폰, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 PC 등과 같은 휴대형 단말기를 이용하여 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 인터넷에 접속할 수 있도록 하는 기술이다. 무선랜 시스템은 전세계적으로 IEEE 802.11 국제 표준을 따르고 있으며, 저렴한 비용 및 빠른 인터넷 속도를 구현하기 위해 지속적으로 새로운 표준이 제정되고 있다.

IEEE 802.11 무선랜 네트워크는 액세스 포인트(Access Point, AP)가 하나의 물리적인 셀 영역을 형성하며 셀 내에 위치한 단말(station, STA)들이 스캔 과정을 통해 액세스 포인트를 찾아 연결한 후에 통신을 하도록 구성된다. 단말들은 셀 내의 다양한 무선 환경에 위치할 수 있으며, 무선 채널 상황에 따라 데이터 전송 속도를 적응적으로 조절하도록 구현된다.

IEEE 802.11 표준 규격을 기반으로 2.4GHz 및 5 GHz의 무선 대역폭을 동시에 지원하는 액세스 포인트가 상용화되어 있으며, 단말은 이러한 액세스 포인트에 특정 주파수 대역을 통해 접속하게 된다. 액세스 포인트 또는 단말의 설정에 따라 주파수를 선택하여 접속할 수 있으며, 단말이 액세스 포인트에 접속한 상태에서 주파수 또는 대역간 이동이 가능하다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여, IEE 802.11 국제 표준에 따라 듀얼밴드(dual-band)를 지원하는 액세스 포인트 및 단말이 주파수 대역간 이동하는 방법에 대하여 개략적으로 설명한다.

도 1은 IEEE 802.11 표준에 따른 주파수간 이동을 설명하기 위하여 도시한 시스템 구성도이다. 도 1을 참조하면, 무선랜 시스템은 액세스 포인트(10) 및 무선 단말(20)로 구성되며, 하나의 액세스 포인트(10)에는 다수의 단말(20)이 접속될 수 있다. 이와 같이 여러 단말(20)로 구성되어 있는 BSS(Base Serivce Set)가 IEEE 802.11 네트워크의 기본 구조에 해당한다. 동일 SSID(Service Set IDentifier)를 갖는 BSS 내에서 단말(20)이 접속된 주파수를 변경하는 경우, 기존의 보안이 적용된 IEEE 802.11 표준 방식에 따른 방식으로 주파수 변경을 수행한다.

도 2는 IEEE 802.11 표준에 따른 액세스 포인트와 단말의 일반적인 주파수 변경 절차를 도시한 흐름도이다. 도 2를 참조하여 일반적인 주파수 변경 절차를 설명한다.

액세스 포인트(10)는 단말(20)이 주파수 이동을 해야 한다고 판단하면, 인증 해제(S201) 및 결합 해제(S202) 신호를 전송하여 단말을 접속 해제시킨다. 접속이 해제된 단말(20)은 액세스 포인트(10)에 다시 접속하기 위하여 패시브 또는 액티브 스캐닝을 수행한 후, 스캐닝이 된 액세스 포인트 중 하나의 액세스 포인트와 인증 및 결합을 수행한다. 단말(20)이 액티브 스캐닝을 하는 경우, 도시된 바와 같이, 단말(20)은 프로브 요청(S203)을 전송하고 액세스 포인트(10)에서 응답하는 프로브 응답(S204)을 수신하여 접속을 시도한다. 이후, 재인증 요청/재인증 응답 프레임 및 재결합 요청/재결합 응답 프레임을 교환하여(S205 내지 S208) 인증 및 결합 과정을 수행하여, 기존의 주파수 대역과 다른 주파수 대역을 통해 액세스 포인트(10)에 재접속한다.

이 때, 동일한 BSS 내에서 단지 접속한 주파수를 변경하기 위해서 단말(10)은 패시브 또는 액티브 스캐닝을 수행하여 새로 접속할 액세스 포인트를 검색하여야 한다. 동일한 액세스 포인트에서 단지 주파수 대역만을 변경하는 경우에도 스캐닝 과정은 똑같이 수행되므로 시간이 지연되어 단말이 수행하던 데이터 통신이 끊어지는 문제가 발생하게 된다.

본 발명은, IEEE 802.11 무선랜 환경에서 액세스 포인트에 접속한 단말의 주파수 대역 변경이 필요할 때, 기접속된 액세스 포인트가 미리 접속할 주파수 대역의 채널에 대한 정보를 단말에 전송하는 방식으로, 단말이 액세스 포인트를 스캐닝하는 시간을 줄여 신속하게 단말이 접속한 주파수 대역의 변경이 이루어지도록 하는 방법을 제공하는 데 주된 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 무선랜 환경에서 듀얼밴드(dual-band)를 지원하는 액세스 포인트와 단말이 통신하는 주파수 대역을 변경하는 방법으로서, 액세스 포인트가 제1 주파수 대역에서 접속한 단말이 상이한 제2 주파수 대역으로 변경되어야 한다고 판단하는 과정 및 액세스 포인트가 단말에게 제2 주파수 대역에 포함된 채널 번호 중 어느 하나를 통지하는 과정을 포함하고, 통지하는 과정에서, 액세스 포인트는 채널 번호 중 어느 하나를 관리 프레임에 포함된 채널 스위치 지시(Channel Switch Announcement) 프레임에 포함시켜 단말에 전송하는 것을 특징으로 하는 주파수 대역 변경 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 무선랜 환경에서 듀얼밴드(dual-band)를 지원하는 액세스 포인트와 단말이 통신하는 주파수 대역을 변경하는 방법으로서, 액세스 포인트가 제1 주파수 대역에서 접속한 단말이 상이한 제2 주파수 대역으로 변경되어야 한다고 판단하는 과정 및 액세스 포인트가 단말에게 제2 주파수 대역에 포함된 채널 번호 중 어느 하나를 통지하는 과정을 포함하고, 통지하는 과정에서, 액세스 포인트는 채널 번호 중 어느 하나를 BSS 전이 요청(BSS Transition Management Request) 프레임의 BSS 전이 후보 리스트 엔트리(BSS Transition Candidate List Entries) 필드에 포함시켜 단말에 전송하는 것을 특징으로 하는 주파수 대역 변경 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 무선랜 환경에서 5GHz 대역 및 2.4GHz 대역을 지원하는 액세스 포인트가 단말과 통신하는 주파수 대역을 제어하는 방법으로서, 액세스 포인트가 단말로부터 5GHz 주파수 대역 및 2.4GHz 주파수 대역의 프로브 요청을 수신하는 과정, 액세스 포인트가 5GHz 주파수 대역의 프로브 요청의 수신 신호 강도값이 임계치 이상인 경우 단말이 근거리에 있다고 판단하고, 단말에 5GHz 대역의 프로브 응답을 송신하는 과정, 액세스 포인트와 단말이 5GHz 대역을 통해 통신하는 과정 및 액세스 포인트가 단말과의 5GHz 대역의 수신 신호 강도값을 모니터링하여, 임계치 미만인 경우 단말에게 2.4GHz 대역에 포함된 채널 번호 중 어느 하나를 통지하는 과정을 포함하는 주파수 대역 제어 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 무선랜 환경에서 5GHz 대역 및 2.4GHz 대역을 지원하는 액세스 포인트가 단말과 통신하는 주파수 대역을 제어하는 방법으로서, 액세스 포인트가 단말로부터 5GHz 주파수 대역 및 2.4GHz 주파수 대역의 프로브 요청을 수신하는 과정, 액세스 포인트가 5GHz 주파수 대역의 프로브 요청의 수신 신호 강도값이 임계치 미만인 경우 단말이 원거리에 있다고 판단하고, 단말에 2.4GHz 대역의 프로브 응답을 송신하는 과정, 액세스 포인트가 5GHz 주파수 대역의 프로브 요청에 대한 수신 신호 강도값 및 2.4GHz 주파수 대역의 프로브 요청에 대한 수신 신호 강도값의 차이값을 계산하여 저장하는 과정, 액세스 포인트와 단말이 2.4GHz 대역을 통해 통신하는 과정, 액세스 포인트가 단말과의 2.4GHz 대역의 수신 신호 강도값 및 차이값을 합산하여 5GHz 대역의 수신 신호 강도값을 추정하는 과정 및 추정된 5GHz 주파수 대역의 수신 신호 강도값이 임계치 이상인 경우 액세스 포인트가 단말에게 5GHz 대역에 포함된 채널 번호 중 어느 하나를 통지하는 과정을 포함하는 주파수 대역 제어 방법을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 무선랜 환경에서 액세스 포인트가 단말이 접속할 주파수 대역의 채널을 미리 알려줌으로써, 신속하게 주파수 대역 변경이 이루어져 단말이 수행하는 데이터 통신이 끊기지 않고 원활하게 이루어지는 효과가 있다.

도 1은 IEEE 802.11 표준에 따른 주파수간 이동을 설명하기 위하여 도시한 시스템 구성도이다.
도 2는 IEEE 802.11 표준에 따른 액세스 포인트와 단말의 일반적인 주파수 변경 절차를 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트의 구성을 간략히 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 대역 변경 방법에서 변경될 주파수 대역이 해당하는 채널을 통지하는 방법을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 대역 변경 방법에서 단말에 전송되는 채널 스위치 지시 소자의 포맷을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 대역 변경 방법에서 변경될 주파수 대역이 해당하는 채널을 통지하는 방법을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 대역 변경 방법에서 단말에 전송되는 BSS 전이 요청 프레임의 포맷을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 대역 변경 방법에서 단말이 근거리에서 액세스 포인트에 접속한 경우의 프로브 요청 및 프로브 응답을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 대역 변경 방법에서 단말이 원거리에서 액세스 포인트에 접속한 경우의 프로브 요청 및 프로브 응답을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선랜 환경에서 액세스 포인트가 수행하는 단말의 통신 주파수 대역 변경 방법에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 발명에서 '단말'이라 함은 무선통신 단말기, 스마트폰, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 PC 등과 같이 무선랜 환경에서 이동하면서 액세스 포인트를 통해 데이터를 송수신할 수 있는 장비를 일컫는다. 본 발명에 따른 주파수 변경 방법이 적용되는 시스템은 IEEE 802.11 표준 규격에 따르는 다수의 액세스 포인트 및 다수의 이동 단말을 포함한다. 또한, 액세스 포인트 및 단말은 듀얼밴드를 지원하고, 단말은 하나의 채널 상에서만 액세스 포인트와 통신할 수 있다. 액세스 포인트 내에서 특정한 주파수 대역을 통해 접속한 단말이 다른 주파수 대역으로 변경할 경우, 단말은 기존의 보안이 적용된 IEEE 802.11 방식 또는 빠른 로밍을 지원하는 보안이 적용된 IEEE 802.11r 방식으로 접속한 주파수 대역을 변경한다.

본 발명의 일 실시예에서, 액세스 포인트(10)는 IEEE 802.11 표준 규격에 따라 전송하는 프레임의 일부 구성을 변경하여 단말(20)에 변경될 주파수 대역에 해당하는 채널을 송신하여 단말(20)이 빠르게 접속할 엑세스 포인트(10)를 선택할 수 있도록 유도한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 단말(20)의 주파수 대역 변경을 액세스 포인트(10)에서 제어한다. 예컨대, 액세스 포인트(10)는 단말(20)이 가까운 거리에 있을 때 5GHz에서 지원하는 채널을 통해 접속하도록 유도하고, 단말(20)이 상대적으로 먼 거리에 있을 때는 2.4GHz에서 지원하는 채널을 통해 접속하도록 유도할 수 있다. 2.4GHz는 낮은 대역의 주파수를 사용하고, 파장이 길기 때문에 장애물을 피하는 반사 및 굴절 능력이 5GHz에 비해 좋고, 수신 거리도 길지만 상대적으로 채널 수가 적다는 단점이 있다. 반면 5GHz는 채널 수가 많아 채널 간섭에 더 유리하고, 높은 주파수를 사용하여 장애물이 없는 직선상에서는 신호 감도가 더 좋지만, 상대적으로 벽과 같은 장애물에 가로막혀 있는 경우에는 수신율이 좋지 않다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 두 대역이 갖는 장단점을 효율적으로 이용할 수 있도록 단말(20)의 이동에 따라 두 개의 주파수 대역을 모두 사용하도록 엑세스 포인트(10)가 이를 제어할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트의 구성을 간략히 도시한 도면이다.

액세스 포인트(10)는 자신에게 접속된 단말(20)을 위하여 무선 매체를 경유해 서버에 접속할 수 있도록 하는 기능 개체이다. 도 3을 참조하면, 액세스 포인트(10)는 수신부(110), 송신부(120) 및 프로세서(130)를 포함하여 구성되며, 이외 다양한 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다.

수신부(110) 및 송신부(120)는 프로세서(130)와 기능적으로 연결되어 있으며, 단말(20)을 위하여 무선 네트워크를 통해 프레임을 송수신하도록 고안된 유닛이다. 수신부(110) 및 송신부(120)는 단말(20)과 무선 네트워크를 통한 무선신호의 송수신을 수행하되, IEEE 802.11의 물리 계층이 구현된다. 본 발명의 일 실시예에서 수신부(110)는 단말(20)로부터 접속 및 인증에 필요한 프레임을 수신하고, 송신부(120)를 통해 단말(20)이 접속할 주파수 대역의 채널에 대한 정보를 포함하는 프레임을 송신한다.

프로세서(130)는 무선 네트워크를 통해 전송할 프레임을 생성하거나 또는 무선 네트워크를 통해 수신된 프레임을 처리하도록 고안된 기능 유닛으로써, 단말을 제어하기 위한 여러 가지 기능을 수행한다. 프로세서(130)는 수신부(110) 및 송신부(120)와 기능적으로 연결되어 IEEE 802.11의 MAC 계층 및 물리계층을 구현한다. 프로세서(120)는 이하에서 후술할 본 발명의 일 실시예에 따른 접속 주파수 변경 방법을 수행하기 위해 구현될 수 있다.

프로세서(130)는 단말(20)로부터 수신한 신호의 수신 신호 강도(Received Signal Strength Indicator, RSSI)값을 이용하여, 액세스 포인트(10)와 단말(20)의 거리를 추정한다. 프로세서(130)는 수신 신호 강도값이 기설정된 기준값 이상인 경우 단말(20)이 근거리에 있다고 판단하고, 기준값 미만인 경우 단말(20)이 원거리에 있다고 판단할 수 있다. 프로세서(130)는 이렇게 판단한 액세스 포인트(10)와 단말(20) 간의 거리에 따라 단말(20)이 접속한 주파수 대역을 변경하도록 유도 또는 제어할 수 있다.

또한, 프로세서(130)는 복수의 단말(20)의 접속 상태를 모니터링하여, 채널 혼잡도에 따라서 단말(20)의 주파수 대역을 변경하도록 유도 또는 제어할 수 있다.

이하, 프로세서(130)가 단말(20)에 주파수 대역을 변경하도록 통지하는 방법에 대해 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 대역 변경 방법에서 변경될 주파수 대역이 해당하는 채널을 통지하는 방법을 도시한 도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 대역 변경 방법에서 단말에 전송되는 채널 스위치 지시 소자의 포맷을 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 이러한 채널 스위치 지시 소자를 이용해 단말에 옮겨갈 주파수 대역의 채널 번호를 포함시켜 송신함(S401)으로써, 단말이 선택한 채널로 즉시 또는 특정 시간에 해당 채널을 통해 액세스 포인트에 접속할 수 있도록 한다.

도 5에는 채널 스위치 지시 소자(Channel Switch Announcement Element, CSAE)의 포맷이 도시되어 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 단말(20)의 주파수 대역을 변경하기 위해서, 액세스 포인트(10)에서 무선 네트워크 상에서 서비스를 제공하기 위해 관리 프레임의 구성요소로서 포함시킬 수 있는 채널 스위치 지시 소자에 변경될 주파수 대역의 정보를 포함시켜 송신한다. 종래의 채널 스위치 지시 소자는 단말이 레이더나 위성과 주파수 간섭을 회피하여 다른 채널로 옮길 수 있도록 하는 DFS(Dynamic Frequency Selection, 동적 주파수 선택) 알고리즘을 구현하기 위한 것으로, IEEE 802.11 표준에 정의되어 있다.

채널 스위치 지시 소자는 엘리먼트 ID(Element ID) 필드(510), 길이(Length) 필드(520), 채널 스위치 모드(Channel Switch Mode) 필드(530), 새로운 채널 번호(New Channel Number) 필드(540) 및 채널 스위치 카운트(Channel Switch Count) 필드(550)를 포함한다.

엘리먼트 ID 필드(510)는 정보 요소가 무엇인지를 지시하는 필드로 사용될 수 있다. 길이 필드(520)는 채널 스위치 모드 필드(530), 새로운 채널 번호 필드(540), 채널 스위치 카운트 필드(550)의 길이를 나타내는 필드로 사용될 수 있다. 채널 스위치 모드 필드(320)는 채널 스위칭이 수행될 때까지 전송에 대한 제한 정보를 포함할 수 있다. 새로운 채널 번호 필드(540)는 단말(20)이 움직여야 하는 채널의 번호가 포함될 수 있다. 채널 스위치 카운트 필드(550)는 채널 스위치 지시 소자를 수신한 단말(20)이 새로운 채널로 스위칭을 할 때까지 TBTT(target beacon transmission time)의 개수에 대한 정보가 포함될 수 있다.

액세스 포인트(10)는 단말(20)과 결합이 되어 있는 상태에서 동작 채널을 바꿀 수 있으며, 이 경우 액세스 포인트는 위와 같은 채널 스위치 지시 소자를 전송하여 단말(20)에게 동작 채널이 변경됨을 알리게 된다. 채널 스위치 지시 소자는 비콘 프레임(Beacon frame), 프로브 응답 프레임(Probe Response frame) 또는 채널 스위치 지시 프레임(Channel Switch Announcement frame)을 통해 전송된다.

본 발명의 일 실시예에서, 액세스 포인트는(10) 단말(20)과 채널 스위치 지시 소자를 전송하여 현재 단말(20)이 접속되어 있는 주파수 대역이 아닌 상이한 주파수 대역에 해당하는 채널 번호를 포함하는 프레임을 전송함으로서 단말(20)이 변경할 접속 주파수 대역에 대한 정보를 알려줄 수 있다. 단말(20)은 이러한 채널 스위치 지시 소자를 수신받아 변경될 주파수 대역으로 바로 접속할 수 있으며, 기존에 접속된 액세스 포인트(10)에서 접속 주파수 대역만을 변경하는 경우에 새로운 액세스 포인트를 검색할 필요가 없으므로 스캐닝 과정에서 시간을 줄일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 근거리에서 5GHz로 접속한 단말(20)이 원거리로 이동하게 되면, 액세스 포인트(10)는 수신 신호 강도값을 확인하여 기준값 이하일 경우 2.4GHz로 대역을 옮기도록 유도한다. 이때 S401과 같이 IEEE 802.11h의 채널 스위치 지시 프레임을 사용하고, 새로운 채널 번호 필드(540)에 옮겨갈 대역의 채널 번호를 적어 보내면 단말(20)은 다른 대역 또는 다른 주파수로 이동한다. 채널 스위치 지시 프레임에 대해 단말(20)은 별도의 응답 신호를 전송하지 않으므로, 액세스 포인트(10)는 채널 스위치 지시 프레임의 전송 후 해당 단말(20)의 접속 유무를 모니터링하여 접속이 해제될 때까지 주기적으로 채널 스위치 지시 프레임을 전송한다.

액세스 포인트(10)는 수신 신호 강도 값 이외에도, 채널의 혼잡 정도를 모니터링하여 접속된 단말(20)의 주파수 대역을 변경하도록 유도할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 대역 변경 방법에서 변경될 주파수 대역이 해당하는 채널을 통지하는 방법을 도시한 도면이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 대역 변경 방법에서 단말에 전송되는 BSS 전이 요청 프레임의 포맷을 도시한 도면이다.

본 발명의 다른 실시예에서는, 도 6에 도시된 바와 같이, BSS 전이 요청 프레임을 이용해 단말에 옮겨갈 주파수 대역의 채널 번호를 포함시켜 송신함(S601)으로써, 단말이 선택한 채널을 통해 액세스 포인트에 접속할 수 있도록 한다.

도 7에는 BSS 전이 요청(BSS Transition management Request) 프레임의 포맷이 도시되어 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 단말(20)의 주파수 대역을 변경하기 위해 액세스 포인트(10)에서 무선 네트워크 상에서 서비스를 제공하기 위해 BSS 전이 요청 프레임에 변경될 주파수 대역의 정보를 포함시켜 송신한다. 종래의 BSS 전이 요청 프레임은 단말이 이종의 액세스 포인트로 핸드오버를 하는 경우에 접속할 액세스 포인트에 대한 정보 및 인증 정보를 미리 전송하여 빠른 핸드오버가 이루어지도록 하는 것으로 IEEE 802.11 표준에 정의되어 있다.

BSS 전이 요청 프레임은 카테고리 필드(710), 액션 필드(720), 다이얼로그 토큰 필드(730), 요청 모드 필드(740), 결합해제 타이머 필드(750), 유효 인터벌 필드(760), BSS 종료 지속시간 필드(770), 세션 정보 URL 필드(780) 및 BSS 전이 후보 리스트 엔트리 필드(790)를 포함할 수 있다.

카테고리 필드(710) 및 액션 필드(720)는 WNM(Wireless Network Management) 프레임 및 WNM 프레임 유형을 구분하기 위해 사용된다. 다이얼로그 토큰 필드(730)는 프레임 교환 정보를 구분하기 위해 사용된다. 요청 모드 필드(740)는 BSS 전이 후보 리스트 엔트리 필드에 포함된 이웃한 액세스 포인트 정보(Neighbor Report)를 포함하고, 추천 또는 선호되는 후보 리스트를 표시할 수 있다.

유효 인터벌 필드(760)는 BSS 전이 후보 리스트가 유효한 시간을 알리기 위해 사용된다. BSS 전이 후보 리스트 엔트리 필드(790)는 하나 이상의 이웃한 액세스 포인트 정보 요소를 포함할 수 있다. 이 때, BSS 전이 후보 리스트 엔트리 필드(790)는 이웃한 액세스 포인트의 BSSID 정보, 동작 클래스 및 채널 번호 정보를 포함할 수 있다.

종래 IEEE 802.11v에 따른 BSS 전이에 의한 핸드오버의 경우, 단말이 수신 신호의 감쇄를 감지하여, 새로운 액세스 포인트로의 핸드오버를 결정하고 액세스 포인트에 핸드오버를 수행해야 하는지, 어떤 액세스 포인트에 새롭게 접속해야 하는지에 대한 BSS 전이 쿼리를 전송한다. 쿼리를 수신한 액세스 포인트는 BSS 전이 요청을 단말에 전송하여 핸드오버에 대한 정보를 전달하고, 단말은 이를 바탕으로 핸드오버를 수행할 수 있다.

본 실시예에서는, 액세스 포인트(10)가 단말(20)로부터 쿼리를 수신하지 않고 BSS 전이 요청(S601)을 단말(20)에 전송하여 변경될 주파수 대역의 채널을 알린다. 액세스 포인트(10)는 단말(20)에 BSS 전이 요청(S601) 프레임을 이용하여 현재 접속되어 있는 주파수 대역이 아닌 상이한 주파수 대역에 해당하는 채널 번호를 BSS 전이 후보 리스트 엔트리 필드(790)에 포함시켜 전송함으로써 단말(20)이 변경할 접속 주파수 대역에 대한 정보를 알려줄 수 있다.

본래 단말(20)로부터 이웃한 액세스 포인트에 대한 정보를 수신하여 BSS 전이 후보 리스트 엔트리 필드(790)를 구성하여야 하지만, 본 실시예에서는 단일 액세스 포인트에서 주파수 대역 변경을 위한 것으로 BSS 전이 후보 리스트 엔트리 필드(790)에 포함되는 BSSID 정보 등은 자신의 정보를 사용하고, 옮겨갈 주파수 대역의 채널에 대한 정보를 단말(20)에 통지한다. 단말(20)은 이러한 채널 스위치 지시 소자를 수신받아 변경될 주파수 대역으로 바로 접속할 수 있으며, 기존에 접속된 액세스 포인트(10)에서 접속 주파수 대역만을 변경하는 경우에 새로운 액세스 포인트를 검색할 필요가 없으므로 스캐닝 과정에서 시간을 줄일 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 대역 변경 방법에서 단말이 근거리에서 액세스 포인트에 접속한 경우의 프로브 요청 및 프로브 응답을 도시한 도면이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 대역 변경 방법에서 단말이 원거리에서 액세스 포인트에 접속한 경우의 프로브 요청 및 프로브 응답을 도시한 도면이다.

듀얼밴드를 지원하는 단말(20)은 액세스 포인트(10)에 접속하기 위해 모든 주파수 대역에 대한 프로브 요청을 전송(S801, S802)한다. 이 때, 액세스 포인트(10)는 원활한 데이터 통신 환경을 제공하기 위하여, 단말(20)이 근거리에서 액세스 포인트에 접속을 시도하는 경우 5GHz 대역의 프로브 응답만을 전송(S803)하여 5GHz의 주파수 대역을 사용하도록 유도한다.

본 실시예에서, 근거리에서 5GHz로 접속한 단말(20)이 원거리로 이동하게 되면, 액세스 포인트(10)는 수신 신호 강도값을 확인하여 기준값 이하일 경우 2.4GHz로 대역을 옮기도록 유도한다. 이 때, S401과 같이 채널 스위치 지시 프레임 또는 S601과 같이 IEEE 802.11v의 BSS 전이 요청 프레임을 사용할 수 있고, 새로운 채널 번호 필드(540) 또는 BSS 전이 후 보 리스트 엔트리 필드(790)에 옮겨갈 대역의 채널 번호를 적어 보내면 단말(20)은 다른 대역 또는 다른 주파수로 이동한다.

단말(20)이 원거리에서 액세스 포인트에 접속을 시도하는 경우에는, 모든 주파수 대역에 대한 프로브 응답을 전송(S903, S904)하여 단말(20)이 원하는 대역을 통해 접속할 수 있도록 한다. 이 때, 액세스 포인트(10)는 각 대역별로 단말(20)이 보낸 프로브 요청의 수신 신호 강도값을 저장하고, 각 대역별 강도값의 차이값을 저장한다. 이 차이값은 원거리에서 2.4GHz 대역으로 접속한 단말(20)이 근거리로 이동하는 경우에, 5GHz로 대역을 이동시켜야 하는지를 판단하는데 사용할 수 있다.

예컨대, 2.4GHz 대역에 대한 프로브 요청의 수신 신호 강도값은 -50dBm, 5GHz 대역에 대한 프로브 요청의 수신 신호 강도값은 -60dBm이면 그 차이값은 10dB이다. 2.4GHz로 접속한 단말(20)이 이동하여 액세스 포인트(10)의 근거리에 위치하게 되면, 액세스 포인트는 현재 접속되어 있는 2.4GHz 대역의 신호 수신 강도값에 위의 차이값을 합산하여 5GHz의 수신 신호 강도값을 추정할 수 있다. 추정된 값이 5GHz에 접속할 만큼 충분히 큰 것으로 판단되면, 즉, 기준값 이상인 것으로 판단되면 단말을 5GHz에 접속하도록 유도하기 위해, 액세스 포인트(10)는 상기에서 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명한 것과 같은 방법을 사용하여 단말(20)에 변경될 주파수 대역의 채널 번호를 통지한다.

액세스 포인트(10)의 수신부(110), 프로세서(120) 및 송신부(130)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 또한, 액세스 포인트(10)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서(120)에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서(120) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(120)와 연결될 수 있다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 액세스 포인트
20: 단말

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10. 무선랜 환경에서 5GHz 대역 및 2.4GHz 대역을 지원하는 액세스 포인트가 단말과 통신하는 주파수 대역을 제어하는 방법으로서,
    액세스 포인트가 단말로부터 5GHz 주파수 대역 및 2.4GHz 주파수 대역의 프로브 요청을 수신하는 과정;
    상기 액세스 포인트가 5GHz 주파수 대역의 프로브 요청의 수신 신호 강도값이 임계치 이상인 경우 상기 단말이 근거리에 있다고 판단하고, 상기 단말에 5GHz 대역의 프로브 응답을 송신하는 과정;
    상기 액세스 포인트와 상기 단말이 5GHz 대역을 통해 통신하는 과정; 및
    상기 액세스 포인트가 상기 단말과의 5GHz 대역의 수신 신호 강도값을 모니터링하여, 상기 임계치 미만인 경우 상기 단말에게 2.4GHz 대역에 포함된 채널 번호 중 어느 하나를 통지하는 과정
    을 포함하는 주파수 대역 제어 방법.
11. 제 10항에 있어서,
    상기 통지하는 과정은, 상기 액세스 포인트가 상기 채널 번호 중 어느 하나를 관리 프레임에 포함된 채널 스위치 지시 소자에 포함시켜 상기 단말에 전송하는 것을 특징으로 하는 주파수 대역 제어 방법.
12. 제 10항에 있어서,
    상기 통지하는 과정은, 상기 액세스 포인트가 상기 채널 번호 중 어느 하나를 BSS 전이 요청 프레임의 BSS 전이 후보 리스트 엔트리 필드에 포함시켜 상기 단말에 전송하는 것을 특징으로 하는 주파수 대역 제어 방법.
13. 무선랜 환경에서 5GHz 대역 및 2.4GHz 대역을 지원하는 액세스 포인트가 단말과 통신하는 주파수 대역을 제어하는 방법으로서,
    액세스 포인트가 단말로부터 5GHz 주파수 대역 및 2.4GHz 주파수 대역의 프로브 요청을 수신하는 과정;
    상기 액세스 포인트가 5GHz 주파수 대역의 프로브 요청의 수신 신호 강도값이 임계치 미만인 경우 상기 단말이 원거리에 있다고 판단하고, 상기 단말에 2.4GHz 대역의 프로브 응답을 송신하는 과정;
    상기 액세스 포인트가 상기 5GHz 주파수 대역의 프로브 요청에 대한 수신 신호 강도값 및 상기 2.4GHz 주파수 대역의 프로브 요청에 대한 수신 신호 강도값의 차이값을 계산하여 저장하는 과정;
    상기 액세스 포인트와 상기 단말이 2.4GHz 대역을 통해 통신하는 과정;
    상기 액세스 포인트가 상기 단말과의 2.4GHz 대역의 수신 신호 강도값 및 상기 차이값을 합산하여 상기 5GHz 대역의 수신 신호 강도값을 추정하는 과정; 및
    추정된 5GHz 주파수 대역의 수신 신호 강도값이 임계치 이상인 경우 상기 액세스 포인트가 상기 단말에게 5GHz 대역에 포함된 채널 번호 중 어느 하나를 통지하는 과정
    을 포함하는 주파수 대역 제어 방법.
14. 제 13항에 있어서,
    상기 통지하는 과정은, 상기 액세스 포인트가 상기 채널 번호 중 어느 하나를 관리 프레임에 포함된 채널 스위치 지시 소자에 포함시켜 상기 단말에 전송하는 것을 특징으로 하는 주파수 대역 제어 방법.
15. 제 13항에 있어서,
    상기 통지하는 과정은, 상기 액세스 포인트가 상기 채널 번호 중 어느 하나를 BSS 전이 요청 프레임의 BSS 전이 후보 리스트 엔트리 필드에 포함시켜 상기 단말에 전송하는 것을 특징으로 하는 주파수 대역 제어 방법.

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